液相还原法制备花状金属Ni纳米粒子及应用研究

本文研究了在磁场诱导的作用下,制备花状金属Ni纳米粒子的合成方法。在纯水介质中,采用无毒的原料、无毒的溶剂、低的反应温度,用液相化学还原法制备出了花状金属Ni纳米粒子。与传统的液相化学还原方法比较,制备方法有了很大的改进。X-射线粉末衍射图谱和热分析图谱表明制备的花状金属Ni纳米粒子具有较高的纯度,高分辨电子扫描图谱也证实了磁场可以诱导花状结构的形成。研究发现由

第7 9卷第 6期Vo . 9 No. 12 6

长春师范学院学报 (自然科学版 )Junl f hnct o a U i rt( a a Si c) ora o C agh Nmr n e i N t l c ne m l v sy m e

21 00年 I 2月De 2 0 c. Ol

液相还原法制备花状金属 N纳米粒子及应用研究 i高烨，王晓菊，赵仑(春师范学院化学学院，吉林长春 10 3 )长 30 2

[摘

要]本文研究了在磁场诱导的作用下，制备花状金属 N纳米粒子的合成方法。在纯水介质中， j

采用无毒的原料、无毒的溶剂、低的反应温度，用液相化学还原法制备出了花状金属 N纳米粒子。 i与传统的液相化学还原方法比较，制备方法有了很大的改进。 x一射线粉末衍射图谱和热分析图谱表

明制备的花状金属 N纳米粒子具有较高的纯度，高分辨电子扫描图谱也证实了磁场可以诱导花状结 i构的形成。研究发现由此制备的花状金属 N纳米粒子作为催化剂，可以促进高氯酸铵的燃烧，具有 i一

定的应用价值。

[关键词]花状纳米结构；纳米粒子；化学还原法；催化[中图分类号]0 4 . 633 [文献标识码]A [文章编号]10—18 (00 0—04—0 08 7 X 2 1)6 08 6

因特殊的性能和应用性，纳米材料已经被广泛地应用于科学和技术领域中。纳米材料所具有的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应等特点使其具有一系列优良的特殊物理和化学性质。当其用作催化材料时，由

于其尺寸小、比表面积大、活性中心多，显示出极高的催化效率和选择性【 J l。 目前，已经采用多种技术来制备金属纳米粒子，如化学气相沉积法、热等离子体法、球磨法、电沉积

法、溶胶凝胶法、微乳液法、声化学沉积法、磁控溅射法等。目前制备金属 N纳米结构的方法包括高温金 i属有机分解法[。、电化学还原法【 J 。 l或化学还原法[]实上大多数研究者使用有机盐的化学还原或者有 l佗，事机金属化合物的热分解。M r y t 1采用 N C 3 o )的还原来制备 N纳米结构【。T ii t 1利用 N ur . a ea i( H c o 2 i l zz se a. J to i ( O) N 在聚乙二醇中的还原获得纳米 N颗粒。然而

这些合成方法具有明显的缺点：昂贵有毒的原料、高反 i

应温度和昂贵的高沸点有毒溶剂。基于以上原因，这些方法并不合适制备大规模合成金属纳米粒子。因此我们有必要开发低温的、“色的”合成方法。除此之外，在液相还原方法制备金属粒子的过程中，金属纳米绿粒子的氧化和聚集、粒子形状不规则和分散性差的问题仍然存在。因此我们想寻找一种新的方法，可以合成出非氧化的金属 N纳米粒子，并使用无毒的原料、无毒的溶剂、低的反应温度和廉价的纯水溶剂。 i 金属 N纳米粒子具有较高的催化活性和较低的成本，作为催化剂已经被广泛应用，尤其在燃料的热分 i

解、有机物的加氢和脱氢过程和有机物的偶合反应中。在火箭推进剂高氯酸铵的燃烧过程中，金属 N纳 j米粒子被用作最常用的催化剂[也大大地缩短了。

。热分解的催化数据研究表明，金属 N纳米粒子具有良好的催化效果， i

尤其是在高温度分解区域。在添加金属 N纳米粒子的高氯酸铵分解过程中，我们发现高氯酸铵的燃烧时间 i本文采用不添加有机溶剂的纯水溶剂和不添加表面活性剂作保护剂的液相还原方法，备出花状金属 N制 i

纳米粒子。制备出的高纯粒子归因于制备过程中副产物氮气的出现和磁场的作用。高分辨电子扫描图谱也证

实了我们制备出了花状金属 N纳米结构， i该核壳材料以纳米片的花瓣为壳和纳米粒子为核，且纳米壳保护内部大多数的纳米粒子核。因此我们不能在 x一射线粉末衍射图谱中找到氧化物的峰。据我们所知在其他文献中没有发现类似的结果。同时我们也用制备的金属 N纳米材料来研究其对高氯酸铵燃烧的催化作用。 i[收稿日期]2 1— 8 2 00 0—1

[作者简介]高

烨 (9 1,女，吉林长春人，长春师范学院化学学院讲师，硕士，从事纳米功能材料研究。 18一)

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